[发明专利]一种水润滑轴承用炭/炭复合材料制备方法

摘要

一种水润滑轴承用炭/炭复合材料制备方法，属于复合材料制备领域，该方法首先采用无纺针刺方法制得高纯准三维炭纤维预制体，然后沥青高压浸渍-炭化增密、中间高温热处理石墨化，循环高压浸渍-炭化-中间石墨化过程，而后化学气相渗透补充增密，高温热处理石墨化，对坯体进行机加工成型，氯化焙烧法提纯，最后制得高纯炭/炭复合材料水润滑轴承成品。该方法的优点为：制备的炭/炭复合材料均匀致密，体积密度高，纯度高，基体炭为沥青炭和热解炭，石墨化度高，具有高力学性能、高热导率、热稳定性能优异、低水润滑摩擦系数、耐磨损以及抗辐射等性能，能够显著提高水润滑轴承的使用寿命。

主权项

一种水润滑轴承用炭/炭复合材料制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将高纯炭纤维网胎和高纯炭纤维连续长纤维交替铺设叠层，相邻长纤维之间的夹角以0°、45°或90°铺设叠层，采用无纺针刺方法制得高纯准三维炭纤维预制体，所述炭纤维预制体的体积密度为0.4‑0.7g/cm3；（2）所述炭纤维预制体选用高纯沥青浸渍剂进行高压浸渍‑炭化‑中间石墨化增密，重复4‑5次将所述炭纤维预制体加热至600‑800℃，加压至40‑80 MPa，进行高压浸渍‑炭化8‑10 小时，然后进行2500‑2800℃中间高温热处理，得到中间体；（3）所述中间体采用化学气相渗透工艺进行补充增密，碳源气体为高纯丙烷，载气为高纯氮气，温度900‑1100 ℃，压力10‑25 kPa，体积流量10‑30 L/min，进行热解沉积20‑30小时，然后进行高温热处理石墨化，温度2400‑2800 ℃，高纯氩气保护，时间2‑5小时，得到炭/炭复合材料坯体；（4）将炭/炭复合材料坯体进行机加工制得所需形状和尺寸的炭/炭复合材料轴承预产品；（5）所述炭/炭复合材料轴承预产品进行氯化焙烧法提纯，温度2400‑2800℃，时间1‑3小时，再通入高纯氩气置换残余氯气和氯化物气体，最后得到高纯炭/炭复合材料轴承成品。